Artipisyal na hibernation

Ang artificial hibernation (Latin hibernatio hibernation) ay isang paraan ng pharmacological na impluwensya sa katawan na naglalayong protektahan at mapanatili ang mahahalagang function nito sa ilalim ng mga kondisyon ng matinding nakakapinsalang mga salik sa kapaligiran ( interbensyon sa kirurhiko, trauma, paso, mga nakakahawang sakit, atbp.). Maaaring gamitin bilang isa sa mga bahagi ng pinagsamang kawalan ng pakiramdam, pati na rin sa isang kumplikadong mga hakbang sa masinsinang pangangalaga para sa paggamot malubhang kondisyon sanhi ng pagkabigla, pagkalasing, nakakahawang sakit, at iba pa.

Ang nagtatag ng artipisyal na paraan ng hibernation ay ang French pathophysiologist na si A. Labori. Ayon sa kanyang mga pananaw, ang pagkabigla ay nangyayari bilang isang resulta ng isang pagkasira sa mga reaksyon ng physiological na naglalayong mapanatili ang homeostasis.

Sa una, ang mga sintomas ng pagkabigla ay natatakpan ng isang reaksyon ng neuroendocrine, ang pinakamahalagang punto kung saan ay ang pagtaas ng pagpapalabas ng adrenaline, na tumutulong na mapanatili ang sirkulasyon ng dugo sa mga mahahalagang organo at pangunahin sa gitnang sistema ng nerbiyos (ang panahon ng nabayaran, o nakatago, pagkabigla). Kung ang pagkilos ng nakakapinsalang kadahilanan ay nagpapatuloy, pagkatapos ay pagkatapos ng hindi matagumpay na mga pagtatangka upang maibalik ang balanse ng homeostatic sa panahon ng nakatagong yugto ng pagkabigla, ang katawan ay biglang sumuko sa paglaban. Ang vascular atony ay bumangon at tumataas, at ang susunod na panahon ay nagsisimula - ang yugto ng decompensated shock, kadalasang nagtatapos sa kamatayan.

Ang lahat ng mga pagpapakita ng reaksyon ng katawan sa isang nakakapinsalang impluwensya, ayon kay A. Labori, ay maaaring nahahati sa tatlong grupo: 1) pangunahing pinsala syndrome (lesional syndrome) - mga karamdaman, mga dysfunction at pinsala na direktang resulta ng pagkakalantad sa isang panlabas na ahente ; 2) reaction syndrome - isang kumplikadong mga reaksyon ng reflex neurovegetative at endocrine na lumitaw bilang tugon ng katawan sa impluwensya ng isang panlabas na kadahilanan at ang pinsala na dulot nito; 3) pangalawang pinsala sindrom - mga karamdaman at karamdaman na lumitaw sa pangalawa na may kaugnayan sa pangmatagalang pagkakaroon ng isang reaksyon na sindrom na puro functional.

Ang batayan ng reaction syndrome ay ang reflex activity ng autonomic sistema ng nerbiyos sa pagpapalabas ng mga mediator at iba pang biologically active substances (adrenaline, acetylcholine, histamine, serotonin) at aktibidad endocrine system, pangunahin ang pituitary gland at adrenal glands. Sa secondary damage syndrome, ang mga organikong pagbabago ay nauugnay sa kaguluhan (disharmony) ng minsang mga reaksyong proteksiyon, na kung kaya't nawala ang kanilang adaptive na kahalagahan.

Ang pagtulong sa katawan sa paglaban sa mga nagbabantang kaguluhan sa balanse ng physiological ay maaaring isagawa alinman sa pamamagitan ng pagtaas ng lakas at tagal ng mga proteksiyon na reaksyon ng katawan, o sa pamamagitan ng pagkamit ng isang estado kung saan ang intensity ng reaksyon ay makabuluhang bawasan, na makakatulong sa ang katawan ay nakaligtas sa panahon ng pinakamalaking panlabas na impluwensya at pagkatapos ay ibalik ang nababagabag na balanse

Ang pagpapahina ng reaksyon ng katawan ay maaaring makamit sa pamamagitan ng pagbawas ng metabolismo at pagpigil sa neuroendocrine system, na itinuturing ni Labori na isa sa pinakamahalagang gawain ng kawalan ng pakiramdam sa panahon ng operasyon at mga therapeutic na hakbang sa paggamot ng mga malubhang kondisyon tulad ng pagkabigla. Ayon kay A. Labori, ang antas ng basal metabolism ay nakasalalay sa mga neurohormonal mediator (adrenaline, acetylcholine at iba pa). Pinapataas ng adrenaline ang basal metabolism, at binabawasan ito ng acetylcholine. Dahil dito, ang anumang gamot na pumipigil sa pagpapalabas ng adrenaline at nagtataguyod ng pagkilos ng acetylcholine ay binabawasan ang metabolismo at vice versa. Ang hypothermia ay maaari ding mag-ambag dito (tingnan ang Artipisyal na Hypothermia).

Ang paghahanap para sa mga ahente na may katulad na mga katangian ay natapos sa pagpapakilala sa wedge, practice malaking grupo pharmacological na gamot - phenothiazine derivatives, na tinatawag na neuroplegics, at ang kakaibang kondisyon na dulot ng mga ito ay tinatawag na neuroplegia. Kasama ng mga derivatives ng phenothiazine, kapag nagsasagawa ng artipisyal na hibernation, ginagamit din ang ganglion-blocking, antihistamine, sympatholytic, analgesic na gamot at iba pa. Kaya, ang batayan ng artipisyal na paraan ng hibernation ay ang blockade ng neurovegetative at endocrine reactions. Ang isang mahalaga, ngunit opsyonal na elemento ng artipisyal na hibernation ay hypothermia, na nakakamit sa pamamagitan ng pisikal na pagpapalamig sa pasyente.

Ang pagtulog ng hayop ay halos palaging isang panahon ng pagbawas sa aktibidad ng motor. Sa kalikasan, mayroong isang buong spectrum ng physiological states ng adaptive behavior - mula sa halos pare-parehong pahinga hanggang sa halos pare-parehong paggalaw nang walang pahinga, at ang pagtulog, sa lalim at tagal nito, ay sumasakop lamang sa isang intermediate na lugar sa seryeng ito.

Ang laki ng aktibidad ng motor ay mula sa kumpletong immobility sa panahon ng hibernation hanggang sa kumpletong kawalan ng mga panahon ng pahinga. Pinagmulan:Siegel, 2009 (Kalikasan Sinabi ni Rev. Neurosci.).

Sa isang bahagi ng sukat na ito ay mga hayop na ang pagtulog ay umangkop sa mga partikular na kondisyon ng kanilang tirahan, na nangangailangan ng patuloy na paggalaw. (marine mammals, migratory birds). Samakatuwid, ang isa ay nakakakuha ng maling impresyon na ang gayong mga hayop ay hindi natutulog sa lahat.

Sa kabilang panig mayroong isang buong serye ng mga hayop na, bilang karagdagan sa pagtulog, sa proseso ng ebolusyon, ay nakabuo ng isang espesyal na hindi gumagalaw na estado - hypobiosis. Ito ay mga panahon ng pahinga na nagpapahintulot sa katawan na manatili sa isang hindi aktibong estado para sa isang makabuluhang yugto ng panahon. Ang mga hayop na ito ay tila natutulog halos buong buhay nila.

Ang mga kondisyon ng hypobiotic ay sinamahan ng isang nabawasan na metabolic rate (o ang kumpletong pagwawakas nito) at hinihimok ng pangangailangang umangkop sa kapaligiran. Ang kakayahang ito ay nagbibigay-daan sa mga buhay na organismo na makatipid ng enerhiya at makaligtas sa hindi kanais-nais na mga kondisyon.

Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng hypobiosis at pagtulog ay ang nabawasan na pangangailangan para sa enerhiya, samantalang ang pagtulog ay isang napaka-enerhiya na proseso na nangangailangan ng mataas na lebel metabolismo.

Ano ang hypobiosis?

Noong 1959, iminungkahi ng British entomologist na si David Keilin ang pag-uuri ng mga kondisyon ng hypobiotic ayon sa metabolic rate -

Ang metabolic rate na nagsisiguro ng normal na temperatura ng katawan ay nagpapahintulot sa katawan na aktibong larawan buhay, kumain, lumago at magparami. Kung ang bilis ay bumaba, ang katawan ay napupunta sa hypobiosis mode - nabawasan ang aktibidad.

Depende sa kung gaano kalakas ang aktibidad ay inhibited sa panahon ng hypobiosis, ang mga estado na nailalarawan sa pamamagitan ng nabawasan (hypometabolism) o wala (ametabolismo) metabolismo.

Nabawasan ang metabolismo katangian ng ebolusyonaryong mas maunlad na mga hayop na may kakayahang mahulog sa isang estado ng pahinga o torpor (pagkakatulog/ torpor) sa paglitaw ng regular na paulit-ulit na hindi kanais-nais na mga kondisyon.

Kabilang dito ang mga kondisyon tulad ng hibernation (hibernation),

pagpapasigla () - pagbagay sa init at tagtuyot,

diapause(diapause) - naobserbahan ang hibernation sa ilang partikular na panahon ng pag-unlad ng organismo,

kapayapaan (katahimikan) At isang araw na pagkatulala (araw-araw torpor) , na nagpapahintulot, halimbawa, ang ilang mga ibon na makaligtas sa malamig na gabi.

Ang mga uri ng torpor ay naka-program sa genetically at nagsisimulang ipatupad nang maaga, i.e. bago ang aktwal na pagsisimula ng hindi kanais-nais na mga kondisyon.

Ang diapause ay nagsisimula at nagtatapos sa mga panloob na signal ng katawan, na nagbibigay-daan sa iyo upang maghanda para sa hindi kanais-nais na mga kondisyon nang maaga. Gayunpaman, kung ang mga kondisyon sa kapaligiran ay bumuti " maaga", kung gayon ang hayop ay hindi pa rin makakalabas sa diapause, dahil ang mga mekanismo ng paglabas ay napaka-kumplikado at nangangailangan ng isang tiyak na dami ng oras at lakas.

Ang estado ng pahinga ay kinokontrol ng mga kadahilanan sa kapaligiran, at kapag bumuti ang mga kondisyon, agad na lalabas ang hayop sa estadong ito.

Ang pangalawang pangkat ng mga kondisyon ng hypobiotic, ametabolismo (paghinto ng metabolismo)- ito ang dami ng mga ebolusyonaryong sinaunang organismo - bakterya, protozoa, maliliit na crustacean, atbp., na may kakayahang mahulog sa isang estado ng nakatagong buhay (tago buhay) . Kabilang dito, sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng antas ng pagsugpo sa mahahalagang pag-andar: cryptobiosis (cryptobiosis) , sinuspinde ang animation (anabiosis) at abiosis (abiosis) .

Sa pangkalahatan, walang pangunahing pagkakaiba sa pagitan nila, at madalas silang pinagsama sa isang estado ng nasuspinde na animation. Kung ang nasuspinde na animation ay sanhi ng dehydration, ito ay anhydrobiosis (anhydrobiosis) , kung napakababa ng temperatura, pagkatapos ay cryobiosis (cryobiosis) , kung may kakulangan ng oxygen, pagkatapos ay anoxybiosis (anoxybiosis) , kung ang matinding antas ng asin ay nasa kapaligiran, pagkatapos ay osmobiosis (osmobiosis) atbp.

Anabiosis- ito ang pinakamalalim na pagsugpo sa mga pag-andar ng physiological, hanggang sa kawalan ng mga palatandaan ng buhay. Bilang isang patakaran, ang nasuspinde na animation ay nangyayari kapag lumala ang mga kondisyon ng pamumuhay at isang pagbagay sa hindi kanais-nais na mga kondisyon (kakulangan ng moisture, mababa o mataas na temperatura, atbp.).

Kaya, rotifer larvae (Bdelloid rotifers), mga protozoan crustacean Artemia (Inasinang hipon), kampanang lamok (Polypedilum vanderplanki), pati na rin ang lebadura ay pumasok sa anhydrobiosis, na sumasailalim sa halos kumpletong pagpapatayo. Ang mga mekanismo ng paglaban sa pagkatuyo ay hindi lubos na nauunawaan, ngunit ang akumulasyon sa mga selula ay naisip na kritikal para sa ilang mga organismo. malaking dami trehalose na asukal.

Ang mga Tardigrade ay isang lubhang kawili-wiling organismo. (Tardigrada), na maaaring mahulog sa lahat ng kilalang uri ng nasuspinde na animation: nakaligtas sila sa pagpapatuyo, napakababang temperatura, kawalan ng oxygen, mga kondisyon ng tumaas na radiation, at pagtaas ng konsentrasyon ng mga lason (chemobiosis) at mga asin sa kapaligiran.

Sa isang estado ng nasuspinde na animation, ang kanilang metabolic rate ay 0.01% ng normal, habang sila ay nawawalan ng hanggang 99% ng tubig. Ito ay nagpapahintulot sa mga tardigrade na mabuhay sa matinding mga kondisyon. Kaya, noong 2007, sa isang eksperimento ng European Space Agency, ang mga tardigrade ay nakaligtas pagkatapos ng sampung araw na pananatili sa kalawakan. Malamang na hindi ito ang limitasyon, dahil mayroong data mula sa eksperimento ng Biorisk, kung saan ang bell-bellied mosquito larvae ay gumugol ng higit sa isang taon sa labas ng ISS at sa pagbalik sa Earth ay nagpakita ng 80% survival rate.

Anhydrobiosis - pagpapatayo, cryobiosis - pagyeyelo, osmobiosis - pagkakalantad sa isang maalat na kapaligiran, anoxybiosis - kakulangan sa oxygen.

Ang tardigrade ay nabubuhay, nahuhulog sa suspendido na animation, sa anumang pagkasira ng mga kondisyon ng pamumuhay.

Ang kakaiba ng nasuspinde na animation ay ang mga nabubuhay na organismo ay maaaring gumugol ng malaking oras dito - sampu at kahit na daan-daang taon. At ito ay hindi lamang mga simpleng organismo tulad ng bacteria at fungi, kundi pati na rin ang mga worm, mollusks, insekto at amphibian.

Ang isa sa mga may hawak ng record ng nasuspinde na animation ay isang kinatawan ng Siberian fauna - amphibian salamander () . May mga kilalang kaso kung saan ang mga salamander ay nanatili sa permafrost sa loob ng 80 - 100 taon at ligtas na bumalik sa buhay pagkatapos ng simula ng mga kanais-nais na kondisyon.

Sa panahon ng sinuspinde na animation, ang temperatura ng kanilang katawan ay maaaring bumaba sa -6°C. Ang kanilang atay ay nag-synthesize ng gliserol, na bumubuo ng 37% ng kanilang timbang sa katawan, at ang kanilang dugo ay naglalaman ng antifreeze, na pumipigil sa pagbuo ng mga kristal na yelo.

Ang antifreeze ay matatagpuan din sa hemolymph ng mga insekto, sa dugo ng mga isda at mammal, hindi lamang sa mga naghibernate, kundi pati na rin sa mga patuloy na naninirahan sa mababang temperatura. Halimbawa, antifreeze para sa mga isda na naninirahan sa tubig ng Arctic at Antarctic (Arctic cod, nototheniform na isda) pinipigilan ang mga ito sa pagyeyelo sa tubig ng yelo sa temperatura mula -1.9 hanggang 4°C.

Kadalasan, ang mga glycoprotein ay kumikilos bilang antifreeze. (espesyal na polypeptides) o glucans (batay sa mga fragment ng asukal), tulad ng xylomannan na nakahiwalay sa arctic beetle (Upis ceramboides), na kayang tiisin ang mga temperatura hanggang -60°C.

Ang mga molekulang ito ay nakakabit sa ibabaw ng mga kristal na yelo na umuusbong sa loob ng mga selula ng katawan, na pumipigil sa kanilang karagdagang paglaki, at nakikipag-ugnayan din sa mga lamad ng cell, pinoprotektahan sila mula sa malamig na pagkakalantad.

Pananaliksik sa Alaskan Wood Frog (Rana sylvatica) ay nagpakita na bago ipasok ang nasuspinde na animation, na tumatagal ng 2-3 buwan at sinamahan ng pagbaba ng temperatura ng katawan sa -6°C, ang kanilang atay ay lumaki nang husto, na gumagawa ng mas mataas na halaga ng glycogen. Sa panahon ng proseso ng pagpasok sa isang estado ng nasuspinde na animation, ang glycogen ay na-convert sa glucose, na, kasama ng mga molekula ng urea, pinapanatili ang istraktura ng mga selula at binabawasan ang nagyeyelong punto ng dugo.

Hibernation ( hibernation)

Sa panahon ng hibernation, ang metabolismo ay hindi ganap na nawawala, ngunit nananatili sa isang tiyak na minimum na katanggap-tanggap na antas. (hanggang 2-3% ng normal). Maraming mga warm-blooded na hayop ang maaaring mag-hibernate: rodent, hedgehog at iba pang insectivores, echidna, opossum, paniki, bear, chipmunks, isang uri ng lemur, marsupial, atbp.

Ang ilang mga reptilya ay hibernate din, na tinatawag na brumation - isang analogue ng hibernation na may mga palatandaan ng nasuspinde na animation. Kapansin-pansin, ang mga ibon, maliban sa mga nightjar, ay hindi kaya ng hibernation.

Hindi tulad ng nasuspinde na animation, kailangan mong maghanda para sa hibernation: "trabaho ang taba" at maghanda ng isang lugar para sa hibernation (pugad, butas, atbp.). Ito ay dahil sa ang katunayan na ang hibernation ay hindi nauugnay sa biglaang pagkasira sa mga kondisyon, ngunit sa mga regular na pana-panahon.

May winter hibernation, na nauugnay sa mababang availability ng pagkain sa taglamig, at summer hibernation, katangian ng mga naninirahan sa disyerto. May mga hayop na hibernate sa parehong taglamig at tag-araw. (Central Asian sand squirrel).

Sa panahon ng hibernation, ang lahat ng physiological function ay bumagal nang husto (paghinga, tibok ng puso), ngunit hindi tuluyang mawala. Kaya, ang rate ng puso sa panahon ng hibernation ay bumababa mula 200-300 beats bawat minuto hanggang 3-5, ang respiratory rate - mula 100-200 respiratory movements kada minuto hanggang 4-6. Kasabay nito, ang mga mekanismo ng thermoregulation ay nawawala, iyon ay, ang temperatura ng katawan ay bumaba nang husto, kadalasan sa isang antas ng 10˚C, ngunit maaaring umabot sa 2-3˚C, tulad ng sa gophers.

Temperatura ng katawan ng Arctic ground squirrels (Spermophilus parryii) Maaari itong bumaba sa -5˚С, ngunit ito ay isang pagbubukod.

Ang tagal ng hibernation ay maaaring hanggang 8 buwan, at ito ay isa pang pagkakaiba mula sa nasuspinde na animation: ang hibernation ay genetically programmed para sa isang tiyak na oras ng taon, i.e. para sa tuyo o malamig na panahon. Kahit na, sa ilang kadahilanan, ang mga kanais-nais na kondisyon ay hindi nangyari o, sa kabaligtaran, naganap nang masyadong maaga, ang mga hayop ay lumabas mula sa hibernation, anuman ang mga panlabas na kondisyon, sa isang mahigpit na tinukoy na punto sa oras, na nagpapatupad ng isang programa sa pag-uugali na inilatag sa antas ng genetic. .

Ang mga hayop tulad ng squirrels at raccoon dogs ay maaaring pumasok sa hindi regular na hibernation kapag ang mga hindi magandang kondisyon ay biglang nangyari. Ang pag-uugali na ito ay hindi genetically tinutukoy at ito ay opsyonal. Hindi ito totoong hibernation, ngunit isang anyo ng dormancy (katahimikan) .

Ang oso ay hindi hibernate, gaya ng iniisip ng marami. Nahulog ang mga oso panaginip sa taglamig o dormancy, na hindi sinamahan ng isang makabuluhang pagbaba sa temperatura ng katawan, at kung saan ang hayop ay madaling lumabas. Bukod dito, ang babaeng oso ay nagsilang ng mga supling nang tumpak sa panahon ng dormancy.

Pana-panahong pattern ng aktibidad ng Syrian hamster (Mesocricetus auratus), na binubuo ng magkahiwalay na mga cycle ng torpor-awakening.

Sa bingit ng buhay Denkov Veselin A.

Posible ba ang "kemikal" na sinuspinde na animation at hibernation?

Sa nakalipas na mga dekada, ang modernong agham medikal ay lalong gumagamit ng patent ng kalikasan - nasuspinde na animation - sa pangangalaga ng iba't ibang mga tisyu at organo, i.e. "mga ekstrang bahagi", para sa "pag-aayos" ng kirurhiko sa pamamagitan ng pagpapalit ng mga nasira o pagod na mga tisyu at organo ng tao. Gayunpaman, hanggang kamakailan lamang, mayroong malawak na paniniwala sa mga siyentipiko na ang malamig lamang ang maaaring matiyak ang pangangalaga ng mga tisyu at organo sa pamamagitan ng paglilipat sa kanila sa isang anabiotic na estado.

Noong 1962, ang Pranses na siyentipiko na si Louis Rey ay nag-isip na "ang ilang mga kemikal na sangkap ay may kakayahang epektibong mapangalagaan ang iba't ibang mga tisyu ng mainit-init na dugo na mga hayop (kapwa mga nasa hustong gulang at kanilang mga embryo), at inaasahan na ang angkop na mga kondisyon ay matatagpuan kung saan ang pangangalaga ng buhay ay magiging. maging isang katotohanan."

Maya-maya, ang mga siyentipiko mula sa organ transplant laboratory ng USSR Academy of Medical Sciences, sa ilalim ng pamumuno ng Academician V.V. Kovanov, ay nagpasya na pag-aralan ang posibilidad na makamit ang isang anabiotic effect gamit ang mga kemikal. Para sa layuning ito, pinili ng mga mananaliksik ang isang sangkap na medyo hindi pangkaraniwan para sa pangangalaga ng mga nabubuhay na tisyu, na isang lason para sa mga cell - formalin. Ang pamamaraang ito ay iminungkahi ng mga siyentipikong Sobyet na sina V. Parfentov, V. Rozvadovsky at V. Dmitrienko. Ang mga eksperimento upang makamit ang kemikal na anabiosis gamit ang formaldehyde ay sinalubong ng pag-aalinlangan ng maraming mga medikal na mananaliksik. Gayunpaman, napatunayan ng mga siyentipiko na ang formaldehyde sa mababang konsentrasyon ay maaaring ihinto ang mahahalagang proseso sa ilang mga organo at tisyu. Ang pamamaraang ito ay naging medyo mura, hindi nangangailangan ng kumplikadong kagamitan, at sa parehong oras ay medyo unibersal. Maraming mga eksperimento sa tissue ng buto ang nagpakita na ang mga buto na ginagamot sa formaldehyde ay hindi nawawala ang kanilang viability sa loob ng mahabang panahon. Kinumpirma ng mga eksperimento na isinagawa ng mga botanist at microbiologist ang data na ito. Ipinakita nila na ang mga immature potato tubers, na napanatili sa formaldehyde sa loob ng 3 taon, ay nagsimulang tumubo, umunlad at mamunga pagkatapos itanim sa lupa.

Ang pagtuklas na ito ay maaaring kumpirmahin ng libu-libong matagumpay na buto plastic surgery at daan-daang tissue transplant sa mga eksperimentong hayop. At matagumpay na inilipat ng chemist ng Sobyet na si V. Voino-Yasenetsky ang kornea ng mata, na ginagamot ng formaldehyde. Ito ay nanirahan nang maayos at napanatili ang transparency nito.

Ngunit paano pinamamahalaan ng mga siyentipikong Sobyet na mapanatili ang posibilidad na mabuhay ng mga tisyu at organo gamit ang napakalakas na lason ng cellular? Hindi ba ito sumasalungat sa mga kilalang katotohanan? Bakit "nabuhay" ang tissue na ginagamot ng formaldehyde?

Ang paggamit ng formaldehyde ay posible dahil sa reversibility ng pagkilos ng kemikal nito. Sa madaling salita, kapag ilang kundisyon ang formalin ay nagbubuklod sa mga protina, ngunit ang bono na ito ay madaling masira sa tamang panahon. Iyon ang dahilan kung bakit, pagkatapos alisin ang formalin, halos lahat ng mga katangian ng buhay na tisyu ay naibalik. Ito ay lumabas na ang mga solusyon sa formaldehyde ay hindi nagbabago sa istraktura ng cell at mga katangian ng physicochemical ng buto. Bilang karagdagan, ang buto na ginagamot ng formaldehyde ay nagpapasigla sa pagbuo ng bagong tissue ng buto mula sa mga nakapaligid na tisyu, na lumilikha ng mga batang tissue ng buto, at mapagkakatiwalaan itong sumasama sa mga buto. Ang pamamaraang ito ay ipinakilala na sa klinikal na kasanayan sa USSR. Halimbawa, noong Marso 1968, sa Institute of Neurosurgery na pinangalanan. Si Burdenko ay ipinasok sa isang pasyente na may depekto na 40 mm2 sa parietal region ng bungo. Ang pasyente ay nakatanggap ng bone graft, na inipreserba sa formalin, at pinalabas makalipas ang isang buwan. Ang mga pana-panahong pagsusuri ay nagpakita na ang inilipat na buto ay lumaki nang normal. Ang institusyong ito ay matagumpay na nakapagsagawa ng higit sa 400 na mga operasyon. Sa Kagawaran ng Traumatology at Orthopedics sa 1st Moscow institusyong medikal Para sa plastic surgery sa gulugod, ang mga buto na napanatili sa formaldehyde ay ginagamit. Ang unang naturang operasyon ay isinagawa noong Mayo 1968, pagkatapos nito ay ganap na naibalik ang kalusugan ng pasyente. Ginagamot na ng Moscow Institute of Tuberculosis ang spinal tuberculosis sa pamamagitan ng paglipat ng tissue ng buto na napanatili sa formaldehyde. Halimbawa, sa isang may sakit na babae na ang 5 thoracic vertebrae ay naapektuhan at ang mga unang palatandaan ng spinal curvature ay lumitaw na, inalis ng mga doktor ang lahat ng apektadong vertebrae at pinalitan ang mga ito ng mga buto na nauna nang ginagamot sa formaldehyde. Pagkatapos ng 6 na buwan, ang pasyente ay bumangon muli, at pagkatapos ng isang taon at kalahati, lahat ng mga palatandaan ng sakit ay nawala. Ang mga inilipat na buto ay karaniwang gumaganap ng mga pag-andar ng inalis na vertebrae, at walang natitirang bakas ng kurbada ng gulugod ng babae.

Ito ay nananatiling suriin: ang buto ba ng donor ay nagsisilbi lamang bilang isang patay na mekanikal na frame sa paligid kung saan ang katawan ay nagpapanumbalik ng sarili nitong tisyu? Ang isyung ito ay malulutas lamang sa kumpletong muling pagkabuhay ng isang aktibo, mahalagang organ. Nagsimula ang mga eksperimento sa puso. Ang mga resulta ay nagpakita na ang puso na ginagamot sa formalin ay hindi tumugon sa malakas na electric shocks (boltahe hanggang 500 V), ngunit kapag ang preserbatibong solusyon (formalin) ay tinanggal, ang puso ay nagsimulang tumibok kahit na bilang isang resulta ng mahina. mga electrical impulses(2.5–3 V), na parang kakaalis lang nito sa katawan. Isang puso na inilipat sa isang eksperimentong hayop pagkatapos ng 6 na oras sa formaldehyde ay nagsimulang tumibok sa loob ng ilang minuto. Inulit ng mga siyentipiko ng Sobyet ang kanilang mga eksperimento nang maraming beses, at ang puso ay palaging nabubuhay. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, mayroon nang 2 oras pagkatapos huminto ang sirkulasyon ng dugo, ang mga hindi maibabalik na pagbabago ay nangyayari sa kalamnan ng puso, kung saan imposibleng muling mag-pulso ang gayong puso.

Ano ang kakanyahan ng proteksiyon na epekto ng formaldehyde sa mga buhay na selula ng tisyu?

Ang metabolismo, tulad ng nalalaman, ay ang batayan ng aktibidad ng buhay ng anumang tissue. Sa kabilang banda, walang metabolismo ang maaaring isagawa nang walang enzymes - isang uri ng mga catalyst ng protina, mga accelerator na matatagpuan sa mga selula. At ang formaldehyde ay naging isang unibersal na ahente ng pagharang para sa mga proseso ng enzymatic na hindi nagiging sanhi ng pagkasira ng mga enzyme. Ang mga katangian ng formaldehyde ay natuklasan noong 1859, ngunit ang paggamit nito sa medisina ay nagsimula lamang noong 80s ng huling siglo, nang ang 40% na may tubig na solusyon nito ay nagsimulang gamitin para sa pagdidisimpekta, pangangalaga ng anatomical specimens, paghahanda ng mga serum at bakuna. Noong 1932, pinag-aralan ng Ingles na mananaliksik na si E. Pierce ang pakikipag-ugnayan ng formalin sa mga sangkap ng protina at isiniwalat niya “ang pagkakaiba-iba at pagiging kumplikado ng mga reaksyong ito.” Noong 1960, ang parehong mananaliksik ay bumalik sa problemang ito muli at natagpuan na ang aktibidad ng mga enzyme sa ilalim ng impluwensya ng formaldehyde ay hindi agad nawawala, ngunit unti-unti. Noong 1938, itinatag ng propesor ng Sobyet na si B.N. Tarusov na ang nerve at muscle tissue, pagkatapos na tratuhin ng formaldehyde, ay nagpapanatili ng potensyal na elektrikal sa isang tiyak na oras. Noong 1949, ang microbiologist ng Sobyet na si N.I. Leonov ay nagpahayag ng opinyon na ang mga bakuna sa formaldehyde (inihanda sa formaldehyde) sa ilang mga kaso ay hindi "pinatay", ngunit "buhay". Ang mga virus at mikrobyo ay hindi maaaring dumami sa kanila. Ang tanong ay itinaas tungkol sa kakayahan ng mga mikroorganismo, sa ilalim ng ilang mga kundisyon, na mabuhay sa isang solusyon ng formaldehyde.

Bilang resulta ng mahabang eksperimento, napatunayan ng mga mananaliksik mula sa laboratoryo para sa paglipat ng organ at tissue ng USSR Academy of Medical Sciences na ang formaldehyde ay naroroon sa lahat ng mahahalagang organo bilang isang intermediate na produkto sa mga metabolic reaction. Ang paglampas sa nilalaman nito ng 4-5 beses kumpara sa pamantayan ay humahantong sa pagsugpo sa mga proseso ng metabolic sa mga tisyu. Dahil dito, sa pamamagitan ng pagbabago ng konsentrasyon ng formalin, maaari mong ayusin ang intensity ng metabolismo, maaari mong "i-off" ang buhay ng isang organ sa loob ng maikling panahon, iyon ay, harangan ang mga proseso na nagaganap dito, at pagkatapos ay ibalik muli ang mga ito. . Sa ilalim ng pamumuno ng Academician V.V. Kovanov, ang mga eksperimento ay isinagawa sa pangangalaga sa formaldehyde at kasunod na paglipat ng mga mahahalagang organ, tulad ng mga bato, puso, at utak. Ang kahirapan ng problema ay upang piliin ang eksaktong paraan ng pagpapakilala ng formaldehyde, na ang epekto sa mga indibidwal na organo ay kailangang direktang pag-aralan sa isang buhay na organismo. Para sa layuning ito, ang mga pang-eksperimentong hayop ay tinuturok ng formaldehyde sa iba't ibang konsentrasyon sa pamamagitan ng isang ugat sa isang tiyak na bilis. Nagkaroon ng unti-unting pagsugpo sa contractile function ng puso at ang bioelectrical na aktibidad ng puso at utak. Ang nakuha na biochemical data ay nagpapahiwatig na walang mga metabolic na proseso sa mga organo. Parang namatay na sila.

Ang susunod na gawain ay muling buhayin ang mga organo. Ito ay naging totoo: pagkatapos na ikonekta ang mga ito sa daloy ng dugo, ang mga bato ay nagsimulang mag-ipon ng ihi, ang puso ay nagsimulang tumibok sa karaniwang ritmo nito, at ang aktibidad ng elektrikal ay lumitaw sa utak, na pinatunayan ang pagbabalik-tanaw ng mga epekto ng formaldehyde sa mahahalagang organ. Natuklasan din ng parehong mga siyentipiko ang iba pang mga kemikal, tulad ng acetaldehyde, procionic at glutaraldehyde, na may katulad na epekto sa posibilidad na mabuhay ng mga mahahalagang organo. Ang pagkakaiba ay nasa konsentrasyon lamang ng solusyon at ang tagal ng pagkakalantad. Ang reversibility ng aldehydes na humaharang sa mahahalagang aktibidad ng mga biological na bagay ay napatunayan ng mga siyentipiko ng Sobyet sa antas ng mga indibidwal na organo, mga selula at mga molekula. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na chemical anabiosis.

Kaya, ang nasuspinde na animation na dulot ng malalim na paglamig ay luma na natural na lunas Ang pangangalaga ng mga organo at tisyu, na kilala na sa simula ng ating siglo, ay nakahanap ng isang karapat-dapat na katunggali.

Ang kahalagahan ng anabiosis ng kemikal ay nagbibigay ito teoretikal na batayan para magamit sa malawak na hanay siyentipikong pananaliksik at mga praktikal na pag-unlad sa iba't ibang industriya agham - biology, medisina, genetika, beterinaryo na gamot, agronomy, space biology at gamot. Halimbawa, sa Georgian SSR, ang mga surgeon sa Sukhumi Institute of Pathology and Therapy ay bumuo ng isang paraan ng pagpapanatili ng vertebrae sa pulot. Sa ilalim ng mga kundisyong ito, ang mga pisyolohikal na katangian ng tissue ng buto ay napanatili sa loob ng ilang buwan. Kapag ang naturang vertebra ay inilipat sa sacral region ng lumbar region ng baboon monkey, ito ay ganap na nag-ugat, at ang hayop ay naging mobile muli, tulad ng bago ang operasyon.

Kung iisipin natin ang mga prospect ng problemang ito, ang paggamit ng chemical anabiosis ay gagawing posible na mapanatili sa mahabang panahon (buwan, taon) ang iba't ibang mga tisyu at organo na kinakailangan para sa emerhensiyang paglipat. Kaya, magiging posible na lumikha ng isang malawak na "bodega" ng mga tisyu at organo na makapagliligtas sa buhay ng libu-libong tao.

Nang malaman na posible na artipisyal na mag-udyok ng hibernation ng kemikal sa mga indibidwal na tisyu at organo, nagsimulang isipin ng mga siyentipiko ang tanong: posible bang makamit ang kumpletong artipisyal na hibernation ng kemikal sa mga hayop at tao. Kaya, sa ilalim ng mga pang-eksperimentong kondisyon sa Holland, isang bagong kemikal na pamamaraan para sa pag-iingat ng mga live na isda sa dagat ay binuo, na inilagay sa isang sisidlan na puno ng solusyon sa alkohol. Ang isda ay agad na nahulog sa isang estado ng hibernation. Upang mabuhay muli, kailangan lamang na ilipat ito sa isang sisidlan na may tubig dagat. Ang pamamaraang ito ay lalong kapaki-pakinabang kapag nagdadala ng mga live na isda sa malalayong distansya, dahil napag-alaman na ang mga isda sa ganitong estado ay kumonsumo ng 118 beses na mas kaunting oxygen kaysa kapag sila ay gising.

Sa iba't ibang mga laboratoryo sa maraming mga bansa, ang mga eksperimento ay nagsimulang isagawa sa paghahanap ng mga kemikal na pamamaraan na magdadala sa hayop sa isang estado na katulad ng kung saan ito ay nasa hibernation. Ito ay naging posible kung pagsamahin natin ang blockade ng neuroendocrine system na may pagbaba sa temperatura ng katawan, na nangyayari bilang isang resulta ng pisikal na paglamig na isinasagawa sa pamamagitan ng pagharang sa thermoregulation. Ang katawan sa isang estado ng artipisyal na pagtulog sa panahon ng taglamig ay nagiging mas lumalaban sa iba't ibang uri ng pinsala at kakulangan ng oxygen, na mabilis na nakahanap ng aplikasyon sa gamot para sa lunas sa pananakit sa panahon ng kumplikadong operasyon.

Ang paraan ng artipisyal na hibernation ng tao ay iminungkahi ng mga Pranses na siyentipiko na sina A. Laborie at P. Hugener noong 1950 at ngayon ay malawakang ginagamit. Ang pamamaraang ito ay ginagamit sa panahon ng mga operasyon sa mga kaso kung saan ang mga pasyente ay hindi maaaring tiisin ang mga maginoo na uri ng pain relief.

Sa panahon ng artipisyal na hibernation, ang mga kemikal ay ipinapasok sa katawan sa iba't ibang kumbinasyon. Ang pagharang sa sistema ng neuroendocrine, sa partikular na thermoregulation, ay nangyayari dahil sa pagpapakilala ng isang halo sa katawan mga kemikal na sangkap, na may kaukulang epekto. Kasama sa komposisyon ng naturang mga mixture ang iba't ibang mga parmasyutiko.

Ang pagharang sa neuroendocrine system ay humahantong sa isang proseso ng pagsugpo sa cerebral cortex, na madaling mapahusay sa maliliit na dosis ng mga gamot.

Ginagamit ang artificial hibernation para sa mga kumplikadong operasyon na humahantong sa mga binibigkas na metabolic disorder sa mga pasyenteng may kapansanan. Ginagamit din ito sa operasyon sa puso, sa panahon ng mga operasyon sa isang "tuyo" na puso na hindi kasama sa sirkulasyon ng dugo, na makabuluhang nagpapatagal sa posibilidad ng interbensyon sa kirurhiko.

Sa isang organismo na may mainit na dugo sa isang estado ng artipisyal na hibernation, ang temperatura ay umabot sa 33-30 °C. Bilang resulta ng pagharang sa neuroendocrine system at pagbaba ng temperatura ng katawan, humihina rin ang metabolismo. Bilang isang resulta, ang pangangailangan ng katawan para sa oxygen ay nabawasan, ang respiratory rate at amplitude ng mga paggalaw ng paghinga ay bumababa, habang ang minutong dami ng bentilasyon ng mga baga ay bumababa, ang pulso ay bumabagal, at ang presyon ng dugo ay bumababa. Ang mga pasyente ay nahuhulog sa isang estado ng malalim na pagtulog, na hindi nabalisa sa panahon ng operasyon.

Sa medisina, ginagamit na ang chemical hibernation sa operasyon, oncology, otorhinolaryngology, neurosurgery, dentistry, phthisiology, traumatology, orthopedics, operasyon sa larangan ng militar upang harangan ang mga metabolic na proseso sa panahon ng iba't ibang kumplikadong mga interbensyon sa kirurhiko.

Ang mga doktor ay nangangarap ng pagkakataon, sa kaso ng mga aksidente kapag ang biktima ay nasa kritikal na kondisyon, upang agad na ilipat siya sa isang estado ng hibernation, dalhin siya sa isang espesyal na pasilidad ng medikal. Sa ganoong sandali na ang pagpapakilala ng angkop na gamot ay makapagbibigay ng nais na pahinga. Isang iniksyon lamang ng hiringgilya - at ang buhay ng biktima ay patayin nang ilang panahon. Ang mga doktor ay makakapagsimula ng paggamot sa loob ng ilang oras o araw, kapag ang klinikal na larawan ng pinsala ay nananatiling pareho sa mga unang minuto pagkatapos ng sakuna.

Gayunpaman, kung ang mga doktor ay namamahala upang bumuo ng pinasimple mabisang pamamaraan Upang mahikayat ang artipisyal na chemical hibernation sa katawan gamit ang mga kemikal na paraan, malamang na maaaring gamutin ang maraming iba pang mga sakit.